iFOC 2023回顧 | 海光芯創(chuàng)孫旭：硅光技術賦能綠色數據中心

  ICC訊 近日，在第21屆訊石光纖通訊市場暨技術專題研討會(iFOC 2023)上, 蘇州海光芯創(chuàng)光電科技股份有限公司技術總監(jiān)孫旭博士發(fā)表了《硅光技術：賦能綠色數據中心》報告，圍繞低功耗、低成本的技術需求，討論硅光技術在先進封裝、光電協同設計、新型光模塊形態(tài)等方面在下一代綠色數據中心中光模塊應用中的機會和挑戰(zhàn)。

  硅光技術作為集成電路的延展技術，基于成熟穩(wěn)定的CMOS工藝平臺以及半導體封測平臺，利用fabless的產業(yè)鏈模式，賦能綠色智能化數據中心實現碳達峰碳中和的目標。隨著綠色數據中心的大力發(fā)展，如何在提升速率的同時減緩光模塊的功耗、成本包括投資成本的增加，是目前數據中心高速光模塊發(fā)展路線的巨大挑戰(zhàn)。

  綠色數據中心對高速光模塊的技術要求主要聚焦于低能耗、高密度和產業(yè)鏈生態(tài)三個方向。硅光承載數據中心高速光互聯的技術優(yōu)勢，除了封裝難度上，硅光與各類光芯片在Fabless設計、功耗、器件帶寬、集成度和芯片成本上皆有優(yōu)勢。

  當然，硅光技術應用于數據中心仍然面臨一些挑戰(zhàn)，首先是如何實現更低的能耗，高速硅光模塊50%功耗來自于DSP芯片，優(yōu)化光模塊能量效率需要考慮通過DSP Lite版本或者采用直驅方式來減少芯片功耗，同時實現200G/400G每通道的傳輸速率。其次是高密度的封裝形態(tài)，高密度通道數量需要更高的光電芯片集成度，高度光模塊光電芯片加工工藝不同，需要根據成本和尺寸選擇合適的集成方式，封裝方面主要有2D、2.5D、3D封裝和單片集成。最后，數據中心硅光技術需要實現產業(yè)鏈共享，從而發(fā)揮CMOS成本優(yōu)勢。以1億顆硅光芯片需求計算，大約需要30k硅光Wafer，而傳統半導體產線產能至少為300K Wafer，因此硅光芯片市場需求遠遠不能滿足CMOS產業(yè)胃口。

  展位下一代硅光技術，硅光均衡器可以推動LPO線性直驅實現更低功耗，提升線性直驅的信號質量。200G/Lane高速調制器技術有望通過硅光PN結本征帶寬實現200G/Lane速率。此外還有400G/Lane Coherent-lite在數據中心應用前景值得看好。最后，硅光模塊在數通DCN、城域網&骨干網絡都巨大的應用價值。

  海光芯創(chuàng)是圍繞“硅光子芯片”打造而成的光電子集成平臺，集高端光通信收發(fā)模塊的研發(fā)、設計、封裝、測試和銷售于一體，為云數據中心客戶提供800G、400G、200G和100G的高速光模塊，為電信設備商客戶提供5G前傳、中回傳光模塊，為消費類高清顯示和車載電子類客戶，提供高速光纖混合線纜產品。海光芯創(chuàng)總部位于蘇州工業(yè)園區(qū)，在南通設有總投資10億元，注冊資本2億元，年產高速光器件光模塊、硅光模塊300萬件的全資子公司。